专题1 基因工程的基本工具

英国首名经基因筛选而免患遗传性乳腺癌的婴儿1月9日在伦敦降生,英国媒体称她为“无癌宝宝”.英国媒体援引婴儿母亲的话说,孩子父亲家庭3代中所有女性都患有乳腺癌,患病最早的年仅27岁.她和丈夫2008年6月决定采取行动以让后代免于乳腺癌困扰.

定制婴儿：幸福还是灾难？

这种检验方式称“植入前基因诊断”,通常是先用“试管受孕”形成胚胎,然后检验胚胎的基因,再选择不具有特定基因(例如癌症)的胚胎植入母体.伦敦大学医学院附属医院去年为夫妇两人检测了11个胚胎证实其中5个不含可致乳腺癌的BRCA1基因.医生将其中两个植入孩子母亲的子宫内,最后有一个发育成婴儿.现代生物科技内容基因工程细胞工程胚胎工程微生物工程酶工程生态工程生物技术的安全性和伦理问题1973年：转基因微生物——转基因大肠杆菌问世；1980年：第一例转基因动物——转基因(GFP)小鼠诞生；1983年：第一例转基因植物——转基因烟草出现.2001年1月11日:首次成功培育转基因灵长类动物—安迪.

通过对“安迪”的研究我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研究。

专题1基因工程狮狗狐猴猫造纸树蓝玫瑰科学技术是把双刃剑基因工程是指按照

,进行严格的设计,并通过体外

技术,赋于生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的

.又叫

.基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果实质基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切→拼接→导入→表达基因重组人们的愿望DNA重组和转基因新的生物类型和生物产品DNA重组技术沃森和克里克---------梅塞尔松和斯塔尔---克里克

的确立，阐明了

的方向。基础理论技术发明1944年：1953~1958年：1963~1966年：20世纪60~70年代发明的技术：(1)基因转移载体的发现—(2)工具酶的发明—(3)DNA

技术的发明基因工程的实施：(1)1972年：实现了

。(2)1973年：重组DNA

的成功---基因工程问世。(3)1980年：第一例

—小鼠问世1988年，穆里斯的

发明，使基因工程技术得到进一步的发展和完善。科技探索之路-----

基础理论和技术的发展催生了基因工程基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。艾弗里等人证明----尼伦伯格和马太------

的破译，为基因的

等提供了理论依据。DNA是遗传物质，DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。DNA的半保留复制、DNA双螺旋结构、中心法则遗传信息流动遗传密码分离和合成质粒限制酶、连接酶、逆转录酶合成和测序DNA体外重组表达实验转基因动物PCR技术基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路早期基础理论后期基础理论技术发明DNA都具有

结构,碱基间都遵循

的原则。所有生物都共用一套

。大多数生物的遗传物质都是

。DNA都是由

组成。基因工程的依赖的物质和结构基础及变异基础：物质基础：DNA结构基础：遵循原则:变异基础：基因重组四种脱氧核苷酸规则的双螺旋碱基互补配对---定向变异。遗传密码1.1DNA重组技术的2“分子缝合针”3.“分子运输车”1.“分子手术刀”限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1、来源：3、作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列(回文序列特点)4、结果：产生黏性末端或平末端5、特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点将DNA分子切断。主要是原核生物分离纯化出来的。切割每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数由4、5或8个组成.2、种类：目前已从近300种微生物中分离出4000多种.具有特异性。二、DNA连接酶──

“分子缝合针”1、分类：E.ColiDNA

连接酶T4DNA连接酶2、作用：将切下来的DNA片段(切口)拼接成新的DNA分子,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键连接的部位：是磷酸二酯键不是氢键（黏性末端）（黏性末端和平末端--效率较低）DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?DNA连接酶的作用完全相同吗?3、作用原理：催化磷酸二酯键形成4、作用结果：形成重组DNA分子三、基因进入受体细胞的载体

——“分子运输车”1、作用：将外源基因导入受体细胞并得以表达3、种类：①能自我复制并稳定保存,或整合到受体染色体DNA上，随染色体DNA复制进行同步复制.②有一个至多个限制酶的切割位点---便于

.③具有某些遗传标记基因---供

.④对受体细胞无害，易分离2、充当载体的条件：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒微生物及动植物细胞⑤载体DNA分子大小应适合---以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。λ噬菌体衍生物是用于基因工程的载体。由天然λ噬菌体改造而来。天然噬菌体在侵染宿主细胞后会使其裂解，这是不能用于基因工程的。而λ噬菌体衍生物可以将外援基因（目的基因）导入受体细胞，又不会破坏受体细胞。质粒、与外源基因连接重组DNA的鉴定和选择1、你模拟插入的DNA片段能称得上一个基因吗?动动手:模拟重组DNA分子的操作过程,说出其基本原理两种有不同碱基序列颜色的硬纸板,剪刀(代表EcoliI),透明胶带(代表DNA连接酶),方法步骤：重组DNA分子的模拟操作思考与讨论：2、该过程中,如果碱基不能配对,你认为是什么原因造成的?1、分别从两纸板上找出EcoliI的切割位点进行切割.2、将白色纸板的DNA片段重组到彩色纸板切口处.3、用透明胶带将切口黏结起来.目的要求：材料用具：基因操作的工具一.“分子手术刀”:限制性核酸内切酶来源:主要来自原核生物作用:将外来的DNA切断结果:产生黏性末端或平末端二.“分子缝合针”:DNA连接酶分类:E·coliDNA连接和T4DNA连接酶

作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体种类:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒条件:自我复制、限制酶切位点、标记基因、安全的、大小应适合………………基因结构原核细胞基因结构基因编码区非编码区非编码区转录mRNAGAAUUC……GAAUUC翻译多肽链编码区下游编码区上游终止子启动子是RNA聚合酶结合位点,启动转录终止转录RNA聚合酶组成……….….基因结构真核细胞基因结构基因编码区非编码区非编码区转录成熟mRNA翻译多肽链编码区下游编码区上游终止子启动子外显子外显子内含子内含子外显子不成熟mRNA是RNA聚合酶结合位点,启动转录是间隔的，不连续的。区别内容启动子起始密码终止子终止密码存在位置功能真核细胞：非编码序列=非编码区+编码区内含子编码序列=编码区外显子原核细胞：非编码序列=非编码区编码序列=编码区位于编码区上游，是基因结构的非编码区部分位于mRNA上，来源于编码区或外显子位于编码区下游，是基因结构的非编码区部分位于mRNA上，来源于编码区或外显子是RNA聚合结合位点，启动转录是翻译的起点终止转录位点是翻译的终点关于内含子和外显子的说法正确的是（）A.内含子和外显子在转录的过程中都能够转录成成熟的mRNAB.只有外显子能够转录成成熟的mRNA，tRNA，rRNAC.原核细胞基因中也有内含子和外显子D.由于内含子不能编码蛋白质，故它属于非编码区知识拓展B1.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体。（）2.限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列。（）3.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列（）4.目的基因是指重组ＤＮＡ质粒。（）5.只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么，目的基因一定能成功地进行表达。